O autorze
zapiski filozofującego rowerzysty i miłośnika podkastów Bez ipoda nie da się filozofować
środa, 19 sierpnia 2009

najważniejsza prawda, którą kiedykolwiek będziesz znał

 Od razu mówię, że z fizyki jestem dyletantem. Po prostu nie uważałem na lekcjach. I mam prośbę. Gdyby na tę stronę zajrzał jakiś profesor (choćby licealny) i złapał się za głowę, co ja tu wypisuję, to ja ze wszystkim się zgodzę, wszystkiego się zaprę i obiecam poprawę (w końcu jest to tylko blog a nie "Harvard Journal of Heat Kinetics").

 Ale ostatnio słyszę  rzeczy, którymi trudno się nie zainteresować. Na przykład uczestnicy dyskusji w "In Our Time" mówią o drugim prawie termodynamiki, które powstało jako prawo o kotłach i lokomotywach a ma nawet implikacje metafizyczne. Co więcej jest to prawo doskonale uzasadnione, działa zarówno w mikro jak i w makroskali i np. Einstein uważał, jest to jedno z niewielu praw ogólnych, które pozostaną prawami nauki także i w przyszłości, gdy wiele innych będzie obalonych

 Z grubsza prawo to głosi tyle, że ciepło zawsze przepływa z gorącego do zimnego materiału. Drugie prawo głosi, że w systemie izolowanym, skoncentrowana energia z czasem ulega rozrproszeniu i w konsekwencji mniej skoncentrowanej energii można użyć do wykonywania użytecznej pracy. Rozpraszanie energii oznacza również, że różnice w temperaturze, ciśnieniu i gęstości będą się wyrównywały. Często w tym kontekście pada pojęcie entropii termodynamicznej, która jest miarą rozpraszania energii. Drugie prawo termodynamiki głosi zatem, że w systemie izolowanym entropia wzrasta.

 Jeżeli zostawiamy na stole gorącą herbatę, to po jakimś czasie oziębnie. Jej temperatura wyrówna się z powietrzem. Coś przeciwnego będzie miało miejsce, kiedy zostawię na stole wyjętą z lodówki kolą (oczywiście light). Albo pepsi light (żeby nie było, że uprawiam reklamę). Ów napój gazowany podgrzeje się do temperatury pokojowej. Wiem, że bardzo dzisiaj nudzę.

 Ale tu właśnie zaczyna się film katastroficzny, bo tego typu wyrównywanie się temperatury dotyczy nie tylko szklanek, ale i całego kosmosu. Weźmy słońce. Jest ono bardzo gorące, bo zachodzą na nim reakcje fuzji wodoru do helu. Ale kiedy cały wodór zamieni się w obojętny hel i temperatura słońca zacznie się wyrównywać z kosmosem, który jest tak zimny, jak tylko można. Z czasem cała temperatura w kosmosie się wyrówna i nie będzie już można wykonywać użytecznej pracy. Proces ten zachodzi już częściowo na ziemi. A mało to znamy leniuchów?

 Prof. Monica Grady tak objaśnia Melvynowi Braggowi przyszłość kosmosu (tłumaczenie moje i niedokładne, bo spisywane z ipoda). Śmieć cieplna "wynika [..] z ciągłej ekspansji i ciągłego przepływu energii.  [Słońce] zamienia wodór w hel. W końcu zabraknie wodoru, hel ostatecznie zostanie przekształcony w węgiel, emitując coraz więcej ciepła, dzieje się to na wszelkiego rodzaju gwiazdach. Niektóre gwiazdy wybuchają, zamieniając się w supernowe, emitując olbrzymią ilość energii. Wszystkie te procesy w naszej galaktyce, we wszystkich galaktyktach prowadzą do stopniowego wyrównywania się energii w danym systemie a potem rozprzestrzeniania się w galaktykach. A żadna galaktyka nie jest w izolacji, jest otoczona aureolą materiału. Znacznej części energii nie możemy zobaczyć, znajduje się ona w ciemnej materii. W ramach naszego kosmosu gwiazdy będą stopniowo budowały pierwiastki, eksplodowały do supernowych a same pierwiastki będą wracały do materiału międzygwieznego. Zaczynać się będą formować nowe gwiazdy  - jest to cały cykl. Ale w końcu temu cyklowi zabraknie wodoru. Cały wodór zostanie zamieniony na inne pierwiastki. [..]. I stopniowo cała rzecz rozpuści się w kosmosie jako całości. Temperatura stopniowo spadnie i wyrówna się globalnie - to jest właśnie śmierć cieplna. Wszystko wszędzie ma tę samą temperaturę. I nie da się wykonać żadnej pracy".

 Co wynika z drugiego prawa termodynamiki dla filozofii (teraz już kończy się audycja radiowa i zaczynają własne bzdury):

 1)      Nie można żyć wiecznie, nie dlatego, że nasze organa się zużywają, tylko z bardziej zasadniczych powodów. Nawet gdyby ktoś znalazł metodę na nieskończone przedłużanie życia, to i tak zginiemy (jako ludzkość) w katastrofie kosmicznej zwanej śmiercią cieplną, które nie jest w stanie przetrwać żaden proces zyciowy. Choć jest również prawdopobne, że ludzkość wyginie dużo wcześniej z powodu jakiegoś innego kataklizmu (np. Big Freeze - kosmos stanie się zbyt chłodny do życia).

2)      Nie można również żyć wiecznie w pamięci ludzkiej (wieczna sława) ani wytworach  i owocach naszego życia (piramidy, książki, dzieła sztuki). Horacy, Kochanowski, Puszkin tak dalece nawet posunęli się w swej pysze, że napisali różne wersje tego samego sonetu "Wzniosłem sobie pomnik trwalszy od spiżu" - "Exegi monumentum aere perennius".  Może mieli trochę racji. Ale pamięć ludzka nie istnieje dłużej niż ludzkość, a po śmierci cieplnej piramid ludzkiej pamięci już się nie odbuduje.

3)      Śmierć, sława, pamięć o nas to rzeczy najlepiej w świecie rozdzielone, mimo, że w przeciwieństwie do kartezjańskiego rozumu wszyscy narzekają na ich brak.  Nawet była taka piosenka i film "Fame I want to live forever" Ale przecież i tak w końcu zostaniemy zapomniani a w kosmosie nie zostanie jedna ameba. Wszyscy jesteśmy równie sławni. Wszyscy jesteśmy Michaelami Jacksonami.

4)      Wynika stąd negacja tej maksymy filozoficznej, która nakazuje czcić to, co trwałe, a gardzić tym, co przejściowe i niknące. Nie ma nic trwałego a to, co jest jednochwilowe, może być równie cenne jak wielochwilowe. Żyjmy zatem chwilą. Żyjmy i dwiema chwilami. Ale nie żyjmy dla wieczności.

 Ale w filozofii żadne konkluzje nie są ostateczne. Zadajmy sobie pytanie, czy ludzkość mogłaby przetrwać śmierć cieplną. Czy możemy to sobie w ogóle wyobrazić?

 Wydaje się, że tak. Ludzie musieliby zmagazynować dużo energii w postaci wodoru i korzystać z jej przez cały czas trwania katastrofy. Przetrwać w ciepełku śmierć cieplną wszechświata. Potem włączyć się do czegoś, co powstanie na miejscu wszechświata. Wydaje się to niemożliwe, nawet absurdalne. Co może powstać po śmierci cieplnej? Ale śmierć cieplna (czy prawie śmierć cieplna) już kiedyś nastąpiła, jeszcze przed powstaniem ludzkości. W ciągu 3000 lat po Big Bangu nastąpiło przejście od temperatury 6000 stopni celsjusza do -270 (taka jest w tej chwili temperatura kosmosu). A my tutaj sobie siedzimy w układzie słonecznym, na naszej pięknej planecie i jest nam dobrze. Wszystko dzięki słońcu, które stale dostarcza nam energii. Oby jak nadłużej.

 Wtedy uratowała nas, jak się zdaje, grawitacja. Jak? - tego chyba nikt do końca nie rozumie. Miejmy nadzieję, że teraz też coś nas uratuje. Bo chyba trudno zakładać, że heat death to będzie Fukiyamowski koniec kosmosu. Być może, musimy zmienić naszą politykę i zamiast konserwować energię w związku z globalnym ociepleniem, zbierać paliwo na wiele lat naprzód, kiedy po kosmosie szaleć będzie śmierć cieplna.

 

 

11:15, markiz.witkowski , fizyka
Link Komentarze (3) »
 
1 , 2 , 3 , 4